]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - uts/common/fs/zfs/dsl_pool.c
4958 zdb trips assert on pools with ashift >= 0xe
[FreeBSD/FreeBSD.git] / uts / common / fs / zfs / dsl_pool.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
25  */
26
27 #include <sys/dsl_pool.h>
28 #include <sys/dsl_dataset.h>
29 #include <sys/dsl_prop.h>
30 #include <sys/dsl_dir.h>
31 #include <sys/dsl_synctask.h>
32 #include <sys/dsl_scan.h>
33 #include <sys/dnode.h>
34 #include <sys/dmu_tx.h>
35 #include <sys/dmu_objset.h>
36 #include <sys/arc.h>
37 #include <sys/zap.h>
38 #include <sys/zio.h>
39 #include <sys/zfs_context.h>
40 #include <sys/fs/zfs.h>
41 #include <sys/zfs_znode.h>
42 #include <sys/spa_impl.h>
43 #include <sys/dsl_deadlist.h>
44 #include <sys/bptree.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/zil_impl.h>
47 #include <sys/dsl_userhold.h>
48
49 /*
50  * ZFS Write Throttle
51  * ------------------
52  *
53  * ZFS must limit the rate of incoming writes to the rate at which it is able
54  * to sync data modifications to the backend storage. Throttling by too much
55  * creates an artificial limit; throttling by too little can only be sustained
56  * for short periods and would lead to highly lumpy performance. On a per-pool
57  * basis, ZFS tracks the amount of modified (dirty) data. As operations change
58  * data, the amount of dirty data increases; as ZFS syncs out data, the amount
59  * of dirty data decreases. When the amount of dirty data exceeds a
60  * predetermined threshold further modifications are blocked until the amount
61  * of dirty data decreases (as data is synced out).
62  *
63  * The limit on dirty data is tunable, and should be adjusted according to
64  * both the IO capacity and available memory of the system. The larger the
65  * window, the more ZFS is able to aggregate and amortize metadata (and data)
66  * changes. However, memory is a limited resource, and allowing for more dirty
67  * data comes at the cost of keeping other useful data in memory (for example
68  * ZFS data cached by the ARC).
69  *
70  * Implementation
71  *
72  * As buffers are modified dsl_pool_willuse_space() increments both the per-
73  * txg (dp_dirty_pertxg[]) and poolwide (dp_dirty_total) accounting of
74  * dirty space used; dsl_pool_dirty_space() decrements those values as data
75  * is synced out from dsl_pool_sync(). While only the poolwide value is
76  * relevant, the per-txg value is useful for debugging. The tunable
77  * zfs_dirty_data_max determines the dirty space limit. Once that value is
78  * exceeded, new writes are halted until space frees up.
79  *
80  * The zfs_dirty_data_sync tunable dictates the threshold at which we
81  * ensure that there is a txg syncing (see the comment in txg.c for a full
82  * description of transaction group stages).
83  *
84  * The IO scheduler uses both the dirty space limit and current amount of
85  * dirty data as inputs. Those values affect the number of concurrent IOs ZFS
86  * issues. See the comment in vdev_queue.c for details of the IO scheduler.
87  *
88  * The delay is also calculated based on the amount of dirty data.  See the
89  * comment above dmu_tx_delay() for details.
90  */
91
92 /*
93  * zfs_dirty_data_max will be set to zfs_dirty_data_max_percent% of all memory,
94  * capped at zfs_dirty_data_max_max.  It can also be overridden in /etc/system.
95  */
96 uint64_t zfs_dirty_data_max;
97 uint64_t zfs_dirty_data_max_max = 4ULL * 1024 * 1024 * 1024;
98 int zfs_dirty_data_max_percent = 10;
99
100 /*
101  * If there is at least this much dirty data, push out a txg.
102  */
103 uint64_t zfs_dirty_data_sync = 64 * 1024 * 1024;
104
105 /*
106  * Once there is this amount of dirty data, the dmu_tx_delay() will kick in
107  * and delay each transaction.
108  * This value should be >= zfs_vdev_async_write_active_max_dirty_percent.
109  */
110 int zfs_delay_min_dirty_percent = 60;
111
112 /*
113  * This controls how quickly the delay approaches infinity.
114  * Larger values cause it to delay less for a given amount of dirty data.
115  * Therefore larger values will cause there to be more dirty data for a
116  * given throughput.
117  *
118  * For the smoothest delay, this value should be about 1 billion divided
119  * by the maximum number of operations per second.  This will smoothly
120  * handle between 10x and 1/10th this number.
121  *
122  * Note: zfs_delay_scale * zfs_dirty_data_max must be < 2^64, due to the
123  * multiply in dmu_tx_delay().
124  */
125 uint64_t zfs_delay_scale = 1000 * 1000 * 1000 / 2000;
126
127
128 /*
129  * XXX someday maybe turn these into #defines, and you have to tune it on a
130  * per-pool basis using zfs.conf.
131  */
132
133
134 hrtime_t zfs_throttle_delay = MSEC2NSEC(10);
135 hrtime_t zfs_throttle_resolution = MSEC2NSEC(10);
136
137 int
138 dsl_pool_open_special_dir(dsl_pool_t *dp, const char *name, dsl_dir_t **ddp)
139 {
140         uint64_t obj;
141         int err;
142
143         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset,
144             dp->dp_root_dir->dd_phys->dd_child_dir_zapobj,
145             name, sizeof (obj), 1, &obj);
146         if (err)
147                 return (err);
148
149         return (dsl_dir_hold_obj(dp, obj, name, dp, ddp));
150 }
151
152 static dsl_pool_t *
153 dsl_pool_open_impl(spa_t *spa, uint64_t txg)
154 {
155         dsl_pool_t *dp;
156         blkptr_t *bp = spa_get_rootblkptr(spa);
157
158         dp = kmem_zalloc(sizeof (dsl_pool_t), KM_SLEEP);
159         dp->dp_spa = spa;
160         dp->dp_meta_rootbp = *bp;
161         rrw_init(&dp->dp_config_rwlock, B_TRUE);
162         txg_init(dp, txg);
163
164         txg_list_create(&dp->dp_dirty_datasets,
165             offsetof(dsl_dataset_t, ds_dirty_link));
166         txg_list_create(&dp->dp_dirty_zilogs,
167             offsetof(zilog_t, zl_dirty_link));
168         txg_list_create(&dp->dp_dirty_dirs,
169             offsetof(dsl_dir_t, dd_dirty_link));
170         txg_list_create(&dp->dp_sync_tasks,
171             offsetof(dsl_sync_task_t, dst_node));
172
173         mutex_init(&dp->dp_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
174         cv_init(&dp->dp_spaceavail_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
175
176         dp->dp_vnrele_taskq = taskq_create("zfs_vn_rele_taskq", 1, minclsyspri,
177             1, 4, 0);
178
179         return (dp);
180 }
181
182 int
183 dsl_pool_init(spa_t *spa, uint64_t txg, dsl_pool_t **dpp)
184 {
185         int err;
186         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
187
188         err = dmu_objset_open_impl(spa, NULL, &dp->dp_meta_rootbp,
189             &dp->dp_meta_objset);
190         if (err != 0)
191                 dsl_pool_close(dp);
192         else
193                 *dpp = dp;
194
195         return (err);
196 }
197
198 int
199 dsl_pool_open(dsl_pool_t *dp)
200 {
201         int err;
202         dsl_dir_t *dd;
203         dsl_dataset_t *ds;
204         uint64_t obj;
205
206         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
207         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
208             DMU_POOL_ROOT_DATASET, sizeof (uint64_t), 1,
209             &dp->dp_root_dir_obj);
210         if (err)
211                 goto out;
212
213         err = dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
214             NULL, dp, &dp->dp_root_dir);
215         if (err)
216                 goto out;
217
218         err = dsl_pool_open_special_dir(dp, MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir);
219         if (err)
220                 goto out;
221
222         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_ORIGIN) {
223                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, ORIGIN_DIR_NAME, &dd);
224                 if (err)
225                         goto out;
226                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, dd->dd_phys->dd_head_dataset_obj,
227                     FTAG, &ds);
228                 if (err == 0) {
229                         err = dsl_dataset_hold_obj(dp,
230                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, dp,
231                             &dp->dp_origin_snap);
232                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
233                 }
234                 dsl_dir_rele(dd, dp);
235                 if (err)
236                         goto out;
237         }
238
239         if (spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
240                 err = dsl_pool_open_special_dir(dp, FREE_DIR_NAME,
241                     &dp->dp_free_dir);
242                 if (err)
243                         goto out;
244
245                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
246                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj);
247                 if (err)
248                         goto out;
249                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
250                     dp->dp_meta_objset, obj));
251         }
252
253         /*
254          * Note: errors ignored, because the leak dir will not exist if we
255          * have not encountered a leak yet.
256          */
257         (void) dsl_pool_open_special_dir(dp, LEAK_DIR_NAME,
258             &dp->dp_leak_dir);
259
260         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_ASYNC_DESTROY)) {
261                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
262                     DMU_POOL_BPTREE_OBJ, sizeof (uint64_t), 1,
263                     &dp->dp_bptree_obj);
264                 if (err != 0)
265                         goto out;
266         }
267
268         if (spa_feature_is_active(dp->dp_spa, SPA_FEATURE_EMPTY_BPOBJ)) {
269                 err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
270                     DMU_POOL_EMPTY_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1,
271                     &dp->dp_empty_bpobj);
272                 if (err != 0)
273                         goto out;
274         }
275
276         err = zap_lookup(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
277             DMU_POOL_TMP_USERREFS, sizeof (uint64_t), 1,
278             &dp->dp_tmp_userrefs_obj);
279         if (err == ENOENT)
280                 err = 0;
281         if (err)
282                 goto out;
283
284         err = dsl_scan_init(dp, dp->dp_tx.tx_open_txg);
285
286 out:
287         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
288         return (err);
289 }
290
291 void
292 dsl_pool_close(dsl_pool_t *dp)
293 {
294         /*
295          * Drop our references from dsl_pool_open().
296          *
297          * Since we held the origin_snap from "syncing" context (which
298          * includes pool-opening context), it actually only got a "ref"
299          * and not a hold, so just drop that here.
300          */
301         if (dp->dp_origin_snap)
302                 dsl_dataset_rele(dp->dp_origin_snap, dp);
303         if (dp->dp_mos_dir)
304                 dsl_dir_rele(dp->dp_mos_dir, dp);
305         if (dp->dp_free_dir)
306                 dsl_dir_rele(dp->dp_free_dir, dp);
307         if (dp->dp_leak_dir)
308                 dsl_dir_rele(dp->dp_leak_dir, dp);
309         if (dp->dp_root_dir)
310                 dsl_dir_rele(dp->dp_root_dir, dp);
311
312         bpobj_close(&dp->dp_free_bpobj);
313
314         /* undo the dmu_objset_open_impl(mos) from dsl_pool_open() */
315         if (dp->dp_meta_objset)
316                 dmu_objset_evict(dp->dp_meta_objset);
317
318         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_datasets);
319         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_zilogs);
320         txg_list_destroy(&dp->dp_sync_tasks);
321         txg_list_destroy(&dp->dp_dirty_dirs);
322
323         arc_flush(dp->dp_spa);
324         txg_fini(dp);
325         dsl_scan_fini(dp);
326         rrw_destroy(&dp->dp_config_rwlock);
327         mutex_destroy(&dp->dp_lock);
328         taskq_destroy(dp->dp_vnrele_taskq);
329         if (dp->dp_blkstats)
330                 kmem_free(dp->dp_blkstats, sizeof (zfs_all_blkstats_t));
331         kmem_free(dp, sizeof (dsl_pool_t));
332 }
333
334 dsl_pool_t *
335 dsl_pool_create(spa_t *spa, nvlist_t *zplprops, uint64_t txg)
336 {
337         int err;
338         dsl_pool_t *dp = dsl_pool_open_impl(spa, txg);
339         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
340         objset_t *os;
341         dsl_dataset_t *ds;
342         uint64_t obj;
343
344         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER, FTAG);
345
346         /* create and open the MOS (meta-objset) */
347         dp->dp_meta_objset = dmu_objset_create_impl(spa,
348             NULL, &dp->dp_meta_rootbp, DMU_OST_META, tx);
349
350         /* create the pool directory */
351         err = zap_create_claim(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
352             DMU_OT_OBJECT_DIRECTORY, DMU_OT_NONE, 0, tx);
353         ASSERT0(err);
354
355         /* Initialize scan structures */
356         VERIFY0(dsl_scan_init(dp, txg));
357
358         /* create and open the root dir */
359         dp->dp_root_dir_obj = dsl_dir_create_sync(dp, NULL, NULL, tx);
360         VERIFY0(dsl_dir_hold_obj(dp, dp->dp_root_dir_obj,
361             NULL, dp, &dp->dp_root_dir));
362
363         /* create and open the meta-objset dir */
364         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, MOS_DIR_NAME, tx);
365         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
366             MOS_DIR_NAME, &dp->dp_mos_dir));
367
368         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DEADLISTS) {
369                 /* create and open the free dir */
370                 (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir,
371                     FREE_DIR_NAME, tx);
372                 VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
373                     FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
374
375                 /* create and open the free_bplist */
376                 obj = bpobj_alloc(dp->dp_meta_objset, SPA_MAXBLOCKSIZE, tx);
377                 VERIFY(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
378                     DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx) == 0);
379                 VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj,
380                     dp->dp_meta_objset, obj));
381         }
382
383         if (spa_version(spa) >= SPA_VERSION_DSL_SCRUB)
384                 dsl_pool_create_origin(dp, tx);
385
386         /* create the root dataset */
387         obj = dsl_dataset_create_sync_dd(dp->dp_root_dir, NULL, 0, tx);
388
389         /* create the root objset */
390         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, obj, FTAG, &ds));
391         os = dmu_objset_create_impl(dp->dp_spa, ds,
392             dsl_dataset_get_blkptr(ds), DMU_OST_ZFS, tx);
393 #ifdef _KERNEL
394         zfs_create_fs(os, kcred, zplprops, tx);
395 #endif
396         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
397
398         dmu_tx_commit(tx);
399
400         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, FTAG);
401
402         return (dp);
403 }
404
405 /*
406  * Account for the meta-objset space in its placeholder dsl_dir.
407  */
408 void
409 dsl_pool_mos_diduse_space(dsl_pool_t *dp,
410     int64_t used, int64_t comp, int64_t uncomp)
411 {
412         ASSERT3U(comp, ==, uncomp); /* it's all metadata */
413         mutex_enter(&dp->dp_lock);
414         dp->dp_mos_used_delta += used;
415         dp->dp_mos_compressed_delta += comp;
416         dp->dp_mos_uncompressed_delta += uncomp;
417         mutex_exit(&dp->dp_lock);
418 }
419
420 static int
421 deadlist_enqueue_cb(void *arg, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
422 {
423         dsl_deadlist_t *dl = arg;
424         dsl_deadlist_insert(dl, bp, tx);
425         return (0);
426 }
427
428 static void
429 dsl_pool_sync_mos(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
430 {
431         zio_t *zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
432         dmu_objset_sync(dp->dp_meta_objset, zio, tx);
433         VERIFY0(zio_wait(zio));
434         dprintf_bp(&dp->dp_meta_rootbp, "meta objset rootbp is %s", "");
435         spa_set_rootblkptr(dp->dp_spa, &dp->dp_meta_rootbp);
436 }
437
438 static void
439 dsl_pool_dirty_delta(dsl_pool_t *dp, int64_t delta)
440 {
441         ASSERT(MUTEX_HELD(&dp->dp_lock));
442
443         if (delta < 0)
444                 ASSERT3U(-delta, <=, dp->dp_dirty_total);
445
446         dp->dp_dirty_total += delta;
447
448         /*
449          * Note: we signal even when increasing dp_dirty_total.
450          * This ensures forward progress -- each thread wakes the next waiter.
451          */
452         if (dp->dp_dirty_total <= zfs_dirty_data_max)
453                 cv_signal(&dp->dp_spaceavail_cv);
454 }
455
456 void
457 dsl_pool_sync(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
458 {
459         zio_t *zio;
460         dmu_tx_t *tx;
461         dsl_dir_t *dd;
462         dsl_dataset_t *ds;
463         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
464         list_t synced_datasets;
465
466         list_create(&synced_datasets, sizeof (dsl_dataset_t),
467             offsetof(dsl_dataset_t, ds_synced_link));
468
469         tx = dmu_tx_create_assigned(dp, txg);
470
471         /*
472          * Write out all dirty blocks of dirty datasets.
473          */
474         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
475         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
476                 /*
477                  * We must not sync any non-MOS datasets twice, because
478                  * we may have taken a snapshot of them.  However, we
479                  * may sync newly-created datasets on pass 2.
480                  */
481                 ASSERT(!list_link_active(&ds->ds_synced_link));
482                 list_insert_tail(&synced_datasets, ds);
483                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
484         }
485         VERIFY0(zio_wait(zio));
486
487         /*
488          * We have written all of the accounted dirty data, so our
489          * dp_space_towrite should now be zero.  However, some seldom-used
490          * code paths do not adhere to this (e.g. dbuf_undirty(), also
491          * rounding error in dbuf_write_physdone).
492          * Shore up the accounting of any dirtied space now.
493          */
494         dsl_pool_undirty_space(dp, dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], txg);
495
496         /*
497          * After the data blocks have been written (ensured by the zio_wait()
498          * above), update the user/group space accounting.
499          */
500         for (ds = list_head(&synced_datasets); ds != NULL;
501             ds = list_next(&synced_datasets, ds)) {
502                 dmu_objset_do_userquota_updates(ds->ds_objset, tx);
503         }
504
505         /*
506          * Sync the datasets again to push out the changes due to
507          * userspace updates.  This must be done before we process the
508          * sync tasks, so that any snapshots will have the correct
509          * user accounting information (and we won't get confused
510          * about which blocks are part of the snapshot).
511          */
512         zio = zio_root(dp->dp_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED);
513         while ((ds = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_datasets, txg)) != NULL) {
514                 ASSERT(list_link_active(&ds->ds_synced_link));
515                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
516                 dsl_dataset_sync(ds, zio, tx);
517         }
518         VERIFY0(zio_wait(zio));
519
520         /*
521          * Now that the datasets have been completely synced, we can
522          * clean up our in-memory structures accumulated while syncing:
523          *
524          *  - move dead blocks from the pending deadlist to the on-disk deadlist
525          *  - release hold from dsl_dataset_dirty()
526          */
527         while ((ds = list_remove_head(&synced_datasets)) != NULL) {
528                 objset_t *os = ds->ds_objset;
529                 bplist_iterate(&ds->ds_pending_deadlist,
530                     deadlist_enqueue_cb, &ds->ds_deadlist, tx);
531                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(os, txg));
532                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, ds);
533         }
534         while ((dd = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_dirs, txg)) != NULL) {
535                 dsl_dir_sync(dd, tx);
536         }
537
538         /*
539          * The MOS's space is accounted for in the pool/$MOS
540          * (dp_mos_dir).  We can't modify the mos while we're syncing
541          * it, so we remember the deltas and apply them here.
542          */
543         if (dp->dp_mos_used_delta != 0 || dp->dp_mos_compressed_delta != 0 ||
544             dp->dp_mos_uncompressed_delta != 0) {
545                 dsl_dir_diduse_space(dp->dp_mos_dir, DD_USED_HEAD,
546                     dp->dp_mos_used_delta,
547                     dp->dp_mos_compressed_delta,
548                     dp->dp_mos_uncompressed_delta, tx);
549                 dp->dp_mos_used_delta = 0;
550                 dp->dp_mos_compressed_delta = 0;
551                 dp->dp_mos_uncompressed_delta = 0;
552         }
553
554         if (list_head(&mos->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL ||
555             list_head(&mos->os_free_dnodes[txg & TXG_MASK]) != NULL) {
556                 dsl_pool_sync_mos(dp, tx);
557         }
558
559         /*
560          * If we modify a dataset in the same txg that we want to destroy it,
561          * its dsl_dir's dd_dbuf will be dirty, and thus have a hold on it.
562          * dsl_dir_destroy_check() will fail if there are unexpected holds.
563          * Therefore, we want to sync the MOS (thus syncing the dd_dbuf
564          * and clearing the hold on it) before we process the sync_tasks.
565          * The MOS data dirtied by the sync_tasks will be synced on the next
566          * pass.
567          */
568         if (!txg_list_empty(&dp->dp_sync_tasks, txg)) {
569                 dsl_sync_task_t *dst;
570                 /*
571                  * No more sync tasks should have been added while we
572                  * were syncing.
573                  */
574                 ASSERT3U(spa_sync_pass(dp->dp_spa), ==, 1);
575                 while ((dst = txg_list_remove(&dp->dp_sync_tasks, txg)) != NULL)
576                         dsl_sync_task_sync(dst, tx);
577         }
578
579         dmu_tx_commit(tx);
580
581         DTRACE_PROBE2(dsl_pool_sync__done, dsl_pool_t *dp, dp, uint64_t, txg);
582 }
583
584 void
585 dsl_pool_sync_done(dsl_pool_t *dp, uint64_t txg)
586 {
587         zilog_t *zilog;
588
589         while (zilog = txg_list_remove(&dp->dp_dirty_zilogs, txg)) {
590                 dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(zilog->zl_os);
591                 zil_clean(zilog, txg);
592                 ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(zilog->zl_os, txg));
593                 dmu_buf_rele(ds->ds_dbuf, zilog);
594         }
595         ASSERT(!dmu_objset_is_dirty(dp->dp_meta_objset, txg));
596 }
597
598 /*
599  * TRUE if the current thread is the tx_sync_thread or if we
600  * are being called from SPA context during pool initialization.
601  */
602 int
603 dsl_pool_sync_context(dsl_pool_t *dp)
604 {
605         return (curthread == dp->dp_tx.tx_sync_thread ||
606             spa_is_initializing(dp->dp_spa));
607 }
608
609 uint64_t
610 dsl_pool_adjustedsize(dsl_pool_t *dp, boolean_t netfree)
611 {
612         uint64_t space, resv;
613
614         /*
615          * If we're trying to assess whether it's OK to do a free,
616          * cut the reservation in half to allow forward progress
617          * (e.g. make it possible to rm(1) files from a full pool).
618          */
619         space = spa_get_dspace(dp->dp_spa);
620         resv = spa_get_slop_space(dp->dp_spa);
621         if (netfree)
622                 resv >>= 1;
623
624         return (space - resv);
625 }
626
627 boolean_t
628 dsl_pool_need_dirty_delay(dsl_pool_t *dp)
629 {
630         uint64_t delay_min_bytes =
631             zfs_dirty_data_max * zfs_delay_min_dirty_percent / 100;
632         boolean_t rv;
633
634         mutex_enter(&dp->dp_lock);
635         if (dp->dp_dirty_total > zfs_dirty_data_sync)
636                 txg_kick(dp);
637         rv = (dp->dp_dirty_total > delay_min_bytes);
638         mutex_exit(&dp->dp_lock);
639         return (rv);
640 }
641
642 void
643 dsl_pool_dirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
644 {
645         if (space > 0) {
646                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
647                 dp->dp_dirty_pertxg[tx->tx_txg & TXG_MASK] += space;
648                 dsl_pool_dirty_delta(dp, space);
649                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
650         }
651 }
652
653 void
654 dsl_pool_undirty_space(dsl_pool_t *dp, int64_t space, uint64_t txg)
655 {
656         ASSERT3S(space, >=, 0);
657         if (space == 0)
658                 return;
659         mutex_enter(&dp->dp_lock);
660         if (dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] < space) {
661                 /* XXX writing something we didn't dirty? */
662                 space = dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
663         }
664         ASSERT3U(dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK], >=, space);
665         dp->dp_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] -= space;
666         ASSERT3U(dp->dp_dirty_total, >=, space);
667         dsl_pool_dirty_delta(dp, -space);
668         mutex_exit(&dp->dp_lock);
669 }
670
671 /* ARGSUSED */
672 static int
673 upgrade_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *hds, void *arg)
674 {
675         dmu_tx_t *tx = arg;
676         dsl_dataset_t *ds, *prev = NULL;
677         int err;
678
679         err = dsl_dataset_hold_obj(dp, hds->ds_object, FTAG, &ds);
680         if (err)
681                 return (err);
682
683         while (ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj != 0) {
684                 err = dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
685                     FTAG, &prev);
686                 if (err) {
687                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
688                         return (err);
689                 }
690
691                 if (prev->ds_phys->ds_next_snap_obj != ds->ds_object)
692                         break;
693                 dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
694                 ds = prev;
695                 prev = NULL;
696         }
697
698         if (prev == NULL) {
699                 prev = dp->dp_origin_snap;
700
701                 /*
702                  * The $ORIGIN can't have any data, or the accounting
703                  * will be wrong.
704                  */
705                 ASSERT0(prev->ds_phys->ds_bp.blk_birth);
706
707                 /* The origin doesn't get attached to itself */
708                 if (ds->ds_object == prev->ds_object) {
709                         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
710                         return (0);
711                 }
712
713                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dbuf, tx);
714                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj = prev->ds_object;
715                 ds->ds_phys->ds_prev_snap_txg = prev->ds_phys->ds_creation_txg;
716
717                 dmu_buf_will_dirty(ds->ds_dir->dd_dbuf, tx);
718                 ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj = prev->ds_object;
719
720                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
721                 prev->ds_phys->ds_num_children++;
722
723                 if (ds->ds_phys->ds_next_snap_obj == 0) {
724                         ASSERT(ds->ds_prev == NULL);
725                         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
726                             ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ds, &ds->ds_prev));
727                 }
728         }
729
730         ASSERT3U(ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, ==, prev->ds_object);
731         ASSERT3U(ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj, ==, prev->ds_object);
732
733         if (prev->ds_phys->ds_next_clones_obj == 0) {
734                 dmu_buf_will_dirty(prev->ds_dbuf, tx);
735                 prev->ds_phys->ds_next_clones_obj =
736                     zap_create(dp->dp_meta_objset,
737                     DMU_OT_NEXT_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
738         }
739         VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
740             prev->ds_phys->ds_next_clones_obj, ds->ds_object, tx));
741
742         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
743         if (prev != dp->dp_origin_snap)
744                 dsl_dataset_rele(prev, FTAG);
745         return (0);
746 }
747
748 void
749 dsl_pool_upgrade_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
750 {
751         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
752         ASSERT(dp->dp_origin_snap != NULL);
753
754         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj, upgrade_clones_cb,
755             tx, DS_FIND_CHILDREN));
756 }
757
758 /* ARGSUSED */
759 static int
760 upgrade_dir_clones_cb(dsl_pool_t *dp, dsl_dataset_t *ds, void *arg)
761 {
762         dmu_tx_t *tx = arg;
763         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
764
765         if (ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj != 0) {
766                 dsl_dataset_t *origin;
767
768                 VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp,
769                     ds->ds_dir->dd_phys->dd_origin_obj, FTAG, &origin));
770
771                 if (origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones == 0) {
772                         dmu_buf_will_dirty(origin->ds_dir->dd_dbuf, tx);
773                         origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones = zap_create(mos,
774                             DMU_OT_DSL_CLONES, DMU_OT_NONE, 0, tx);
775                 }
776
777                 VERIFY0(zap_add_int(dp->dp_meta_objset,
778                     origin->ds_dir->dd_phys->dd_clones, ds->ds_object, tx));
779
780                 dsl_dataset_rele(origin, FTAG);
781         }
782         return (0);
783 }
784
785 void
786 dsl_pool_upgrade_dir_clones(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
787 {
788         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
789         uint64_t obj;
790
791         (void) dsl_dir_create_sync(dp, dp->dp_root_dir, FREE_DIR_NAME, tx);
792         VERIFY0(dsl_pool_open_special_dir(dp,
793             FREE_DIR_NAME, &dp->dp_free_dir));
794
795         /*
796          * We can't use bpobj_alloc(), because spa_version() still
797          * returns the old version, and we need a new-version bpobj with
798          * subobj support.  So call dmu_object_alloc() directly.
799          */
800         obj = dmu_object_alloc(dp->dp_meta_objset, DMU_OT_BPOBJ,
801             SPA_MAXBLOCKSIZE, DMU_OT_BPOBJ_HDR, sizeof (bpobj_phys_t), tx);
802         VERIFY0(zap_add(dp->dp_meta_objset, DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT,
803             DMU_POOL_FREE_BPOBJ, sizeof (uint64_t), 1, &obj, tx));
804         VERIFY0(bpobj_open(&dp->dp_free_bpobj, dp->dp_meta_objset, obj));
805
806         VERIFY0(dmu_objset_find_dp(dp, dp->dp_root_dir_obj,
807             upgrade_dir_clones_cb, tx, DS_FIND_CHILDREN));
808 }
809
810 void
811 dsl_pool_create_origin(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
812 {
813         uint64_t dsobj;
814         dsl_dataset_t *ds;
815
816         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
817         ASSERT(dp->dp_origin_snap == NULL);
818         ASSERT(rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_WRITER));
819
820         /* create the origin dir, ds, & snap-ds */
821         dsobj = dsl_dataset_create_sync(dp->dp_root_dir, ORIGIN_DIR_NAME,
822             NULL, 0, kcred, tx);
823         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, dsobj, FTAG, &ds));
824         dsl_dataset_snapshot_sync_impl(ds, ORIGIN_DIR_NAME, tx);
825         VERIFY0(dsl_dataset_hold_obj(dp, ds->ds_phys->ds_prev_snap_obj,
826             dp, &dp->dp_origin_snap));
827         dsl_dataset_rele(ds, FTAG);
828 }
829
830 taskq_t *
831 dsl_pool_vnrele_taskq(dsl_pool_t *dp)
832 {
833         return (dp->dp_vnrele_taskq);
834 }
835
836 /*
837  * Walk through the pool-wide zap object of temporary snapshot user holds
838  * and release them.
839  */
840 void
841 dsl_pool_clean_tmp_userrefs(dsl_pool_t *dp)
842 {
843         zap_attribute_t za;
844         zap_cursor_t zc;
845         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
846         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
847         nvlist_t *holds;
848
849         if (zapobj == 0)
850                 return;
851         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
852
853         holds = fnvlist_alloc();
854
855         for (zap_cursor_init(&zc, mos, zapobj);
856             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0;
857             zap_cursor_advance(&zc)) {
858                 char *htag;
859                 nvlist_t *tags;
860
861                 htag = strchr(za.za_name, '-');
862                 *htag = '\0';
863                 ++htag;
864                 if (nvlist_lookup_nvlist(holds, za.za_name, &tags) != 0) {
865                         tags = fnvlist_alloc();
866                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
867                         fnvlist_add_nvlist(holds, za.za_name, tags);
868                         fnvlist_free(tags);
869                 } else {
870                         fnvlist_add_boolean(tags, htag);
871                 }
872         }
873         dsl_dataset_user_release_tmp(dp, holds);
874         fnvlist_free(holds);
875         zap_cursor_fini(&zc);
876 }
877
878 /*
879  * Create the pool-wide zap object for storing temporary snapshot holds.
880  */
881 void
882 dsl_pool_user_hold_create_obj(dsl_pool_t *dp, dmu_tx_t *tx)
883 {
884         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
885
886         ASSERT(dp->dp_tmp_userrefs_obj == 0);
887         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
888
889         dp->dp_tmp_userrefs_obj = zap_create_link(mos, DMU_OT_USERREFS,
890             DMU_POOL_DIRECTORY_OBJECT, DMU_POOL_TMP_USERREFS, tx);
891 }
892
893 static int
894 dsl_pool_user_hold_rele_impl(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj,
895     const char *tag, uint64_t now, dmu_tx_t *tx, boolean_t holding)
896 {
897         objset_t *mos = dp->dp_meta_objset;
898         uint64_t zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
899         char *name;
900         int error;
901
902         ASSERT(spa_version(dp->dp_spa) >= SPA_VERSION_USERREFS);
903         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
904
905         /*
906          * If the pool was created prior to SPA_VERSION_USERREFS, the
907          * zap object for temporary holds might not exist yet.
908          */
909         if (zapobj == 0) {
910                 if (holding) {
911                         dsl_pool_user_hold_create_obj(dp, tx);
912                         zapobj = dp->dp_tmp_userrefs_obj;
913                 } else {
914                         return (SET_ERROR(ENOENT));
915                 }
916         }
917
918         name = kmem_asprintf("%llx-%s", (u_longlong_t)dsobj, tag);
919         if (holding)
920                 error = zap_add(mos, zapobj, name, 8, 1, &now, tx);
921         else
922                 error = zap_remove(mos, zapobj, name, tx);
923         strfree(name);
924
925         return (error);
926 }
927
928 /*
929  * Add a temporary hold for the given dataset object and tag.
930  */
931 int
932 dsl_pool_user_hold(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
933     uint64_t now, dmu_tx_t *tx)
934 {
935         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, now, tx, B_TRUE));
936 }
937
938 /*
939  * Release a temporary hold for the given dataset object and tag.
940  */
941 int
942 dsl_pool_user_release(dsl_pool_t *dp, uint64_t dsobj, const char *tag,
943     dmu_tx_t *tx)
944 {
945         return (dsl_pool_user_hold_rele_impl(dp, dsobj, tag, NULL,
946             tx, B_FALSE));
947 }
948
949 /*
950  * DSL Pool Configuration Lock
951  *
952  * The dp_config_rwlock protects against changes to DSL state (e.g. dataset
953  * creation / destruction / rename / property setting).  It must be held for
954  * read to hold a dataset or dsl_dir.  I.e. you must call
955  * dsl_pool_config_enter() or dsl_pool_hold() before calling
956  * dsl_{dataset,dir}_hold{_obj}.  In most circumstances, the dp_config_rwlock
957  * must be held continuously until all datasets and dsl_dirs are released.
958  *
959  * The only exception to this rule is that if a "long hold" is placed on
960  * a dataset, then the dp_config_rwlock may be dropped while the dataset
961  * is still held.  The long hold will prevent the dataset from being
962  * destroyed -- the destroy will fail with EBUSY.  A long hold can be
963  * obtained by calling dsl_dataset_long_hold(), or by "owning" a dataset
964  * (by calling dsl_{dataset,objset}_{try}own{_obj}).
965  *
966  * Legitimate long-holders (including owners) should be long-running, cancelable
967  * tasks that should cause "zfs destroy" to fail.  This includes DMU
968  * consumers (i.e. a ZPL filesystem being mounted or ZVOL being open),
969  * "zfs send", and "zfs diff".  There are several other long-holders whose
970  * uses are suboptimal (e.g. "zfs promote", and zil_suspend()).
971  *
972  * The usual formula for long-holding would be:
973  * dsl_pool_hold()
974  * dsl_dataset_hold()
975  * ... perform checks ...
976  * dsl_dataset_long_hold()
977  * dsl_pool_rele()
978  * ... perform long-running task ...
979  * dsl_dataset_long_rele()
980  * dsl_dataset_rele()
981  *
982  * Note that when the long hold is released, the dataset is still held but
983  * the pool is not held.  The dataset may change arbitrarily during this time
984  * (e.g. it could be destroyed).  Therefore you shouldn't do anything to the
985  * dataset except release it.
986  *
987  * User-initiated operations (e.g. ioctls, zfs_ioc_*()) are either read-only
988  * or modifying operations.
989  *
990  * Modifying operations should generally use dsl_sync_task().  The synctask
991  * infrastructure enforces proper locking strategy with respect to the
992  * dp_config_rwlock.  See the comment above dsl_sync_task() for details.
993  *
994  * Read-only operations will manually hold the pool, then the dataset, obtain
995  * information from the dataset, then release the pool and dataset.
996  * dmu_objset_{hold,rele}() are convenience routines that also do the pool
997  * hold/rele.
998  */
999
1000 int
1001 dsl_pool_hold(const char *name, void *tag, dsl_pool_t **dp)
1002 {
1003         spa_t *spa;
1004         int error;
1005
1006         error = spa_open(name, &spa, tag);
1007         if (error == 0) {
1008                 *dp = spa_get_dsl(spa);
1009                 dsl_pool_config_enter(*dp, tag);
1010         }
1011         return (error);
1012 }
1013
1014 void
1015 dsl_pool_rele(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1016 {
1017         dsl_pool_config_exit(dp, tag);
1018         spa_close(dp->dp_spa, tag);
1019 }
1020
1021 void
1022 dsl_pool_config_enter(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1023 {
1024         /*
1025          * We use a "reentrant" reader-writer lock, but not reentrantly.
1026          *
1027          * The rrwlock can (with the track_all flag) track all reading threads,
1028          * which is very useful for debugging which code path failed to release
1029          * the lock, and for verifying that the *current* thread does hold
1030          * the lock.
1031          *
1032          * (Unlike a rwlock, which knows that N threads hold it for
1033          * read, but not *which* threads, so rw_held(RW_READER) returns TRUE
1034          * if any thread holds it for read, even if this thread doesn't).
1035          */
1036         ASSERT(!rrw_held(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER));
1037         rrw_enter(&dp->dp_config_rwlock, RW_READER, tag);
1038 }
1039
1040 void
1041 dsl_pool_config_exit(dsl_pool_t *dp, void *tag)
1042 {
1043         rrw_exit(&dp->dp_config_rwlock, tag);
1044 }
1045
1046 boolean_t
1047 dsl_pool_config_held(dsl_pool_t *dp)
1048 {
1049         return (RRW_LOCK_HELD(&dp->dp_config_rwlock));
1050 }